化工原理南京林業(yè)大

1、4.流體通過顆粒層的流動 4.1概述 4.2顆粒床層的特性 4.3流體通過固定床的壓漿 4.4過濾原理及設(shè)備4.5 過濾過程計算4.1概述 由眾多固體顆粒堆積而成的靜止的顆粒床層稱為固定床。許多化工操作都與流體通過固定床的流動有關(guān)，其中最常見的有：（1）固定床反應(yīng)器（組成固定床的是粒狀或片狀催化劑）（2）懸浮液的過濾（組成固定床的是懸浮液中的固定顆粒堆積而成的濾餅看作是固定床）4.2顆粒床層的特性 （1）床層空隙率固定床層中顆粒堆積的疏密程度可用空隙率來表示，其定義如下： 的大小反映了床層顆粒的緊密程度，對流體流動的阻力有極大的影響。 1VvvV 空隙體積床層體積顆粒所占體積床層體積床層體積V

2、,1fh。4.2顆粒床層的特性（2）床層自由截面積分率A。 空降率與床層自由截面積分率之間有何關(guān)系？假設(shè)床層顆粒是均勻堆積（即認為床層是各向同性的)。想象用力從床層四周往中間均勻壓緊，把顆粒都壓到中間直徑為長為L的圓柱中（圓柱內(nèi)設(shè)有空隙）。 所以對顆粒均勻堆積的床層(各向同性床層），在數(shù)值上 PP01AAAA 床層截面積A-顆粒所占的平均截面積A流動截面積床層截面積床層截面積2211241114D LDvVDD L 22110241114PDADAADD 0A4.2顆粒床層的特性(3)床層比表面 顆粒比表面取 的床層考慮， ，所以 * 此式是近似的，在忽略床層中固顆粒相互接觸而彼此覆蓋使裸露的

3、顆粒表面積減少時成立。 BaV顆粒表面積S床層體積SaV顆粒表面積顆粒體積31VmB1Sa 1SSavB(1)aa4.3流體通過固定床的壓降 流體通過復雜的通道時的阻力（壓降）難以進行理論計算，必須依靠實驗來解決問題?，F(xiàn)在介紹一種實驗規(guī)劃方法數(shù)學模型法。 4.3.1顆粒床層的簡化模型（1）床層的簡化物理模型 單位體積床層所具有的顆粒表面積 和床層空隙率 對流動阻力有決定性的作用。 規(guī)定： 細管的內(nèi)表面積等于床層顆粒的全部表面； 細管的全部流動空間等于顆粒床層的空隙體積。Ba4.3.1顆粒床層的簡化模型 （2）流體壓降的數(shù)學模型流體流過圓管的阻力損失數(shù)學描述：體積流量所以 e1fe2L uhdp

4、1101u Au AAu AAu流動1uu22ee3( )(1)(1)()()428uLLaauLLLp23(1)auLp4.3.1顆粒床層的簡化模型4.3.1顆粒床層的簡化模型 （ 2）流體壓降的數(shù)學模型式中 為單位床層高度的虛擬壓強差當床層不高，重力的影響可以忽略時 上式為流體通過固定床壓降的數(shù)學模型 ，未知的待定系數(shù) 稱為模型參 數(shù) ，就其物理意義而言稱為固定床的流動摩擦系數(shù)。 LppLLp23(1)auLp4.3.1顆粒床層的簡化模型（3）模型的檢驗和模型參數(shù)的估值當床層雷諾數(shù) 時 實驗數(shù)據(jù)符合下式式中 稱為康采尼常數(shù) ，其值為5.0 。 的可能誤差不超過10%。合理簡化得到康采尼方程

5、 e1Re24(1)d uua (1)ReKK a KK223(1)aKuLp4.3.1顆粒床層的簡化模型 從康采尼方程或歐根方程可看出，影響床層壓降的變量有三類： 操作變量 流體物性 和 床層特性 和 在上述因素中，影響最大的是空隙率ua4.3.1顆粒床層的簡化模型 （4）因次分析法和數(shù)學模型法的比較 化工過程具有復雜性難以采用數(shù)學解析法求解，而必須依靠實驗 。 指導實驗的理論包括兩個方面： 化學工程學科本身的基本規(guī)律和基本觀點；正確的實驗方法論。 指導實驗的理論 ： 因次分析法 ； 數(shù)學模型法 。4.3.1顆粒床層的簡化模型因次分析法的步驟： 找出過程的影響因素 ；將影響過程的各個物理量的

6、因次抽出進行分析，整理成若干個無因次數(shù)群 ；通過實驗確定各數(shù)群之間的定量關(guān)系 ；數(shù)學模型法的步驟 ：將復雜的真實過程簡化成易于用數(shù)學方程式描述的物理模型 ；對所得的物理模型進行數(shù)學描述即建立數(shù)學模型 ；通過實驗對數(shù)學模型的合理性進行檢驗并測定模型參數(shù) ；這兩種方法應(yīng)同時并存，各有所用，相輔相成。 4.4過濾原理及設(shè)備 4.4.1過濾原理 4.4.1過濾原理 （1）過濾是利用可以讓液體通過而不能讓固體通過的多孔介質(zhì)，將 懸浮液中的固、液兩相加以分離的操作。（2）過濾方式 濾餅過濾（見圖4-7a）過濾時懸浮液置于過濾介質(zhì)的一側(cè)。過濾介質(zhì)常用多孔織物，其網(wǎng)孔尺寸未必一定須小于被截留的顆粒直徑。在過濾

7、操作開始階段，會有部分顆粒進入過濾介質(zhì)網(wǎng)孔中發(fā)生架橋現(xiàn)象（圖4-7b），也有少量顆粒穿過介質(zhì)而混與濾液中。隨著濾渣的逐步堆積，在介質(zhì)上形成一個濾渣層，稱為濾餅。不斷增厚的濾餅才是真正有效的過濾介質(zhì)，而穿過濾餅的液體則變?yōu)榍鍍舻臑V液。通常，在操作開始階段所得到濾液是渾濁的，須經(jīng)過濾餅形成之后返回重濾。4.4.1過濾原理深層過濾 顆粒尺寸比介質(zhì)孔道小的多，孔道彎曲細長，顆粒進入孔道后容易被截留。同時由于流體流過時所引起的擠壓和沖撞作用。顆粒緊附在孔道的壁面上。介質(zhì)表面無濾餅形成，過濾是在介質(zhì)內(nèi)部進行的。（3）過濾介質(zhì)織物介質(zhì)：即棉、毛、麻或各種合成材料制成的織物，也稱為濾布。粒狀介質(zhì)：細紗、木炭、

8、碎石等。多孔固體介質(zhì)（一般要能夠再生的才行）：多孔陶瓷、多孔塑料、多孔玻璃等 。 4.4.1過濾原理4.4.1過濾原理（4）助濾劑 若懸浮液中顆粒過于細小將會使通道堵塞，或顆粒受壓后變形較大，濾餅的孔隙率大為減小。造成過濾困難，往往加助濾劑以增加過濾速率。 助濾劑的加法有兩種： 直接以一定比例加到濾漿中一起過濾。若過濾的目的是回收固體物此法便不適用。將助濾劑預(yù)先涂在濾布上，然后再進行過濾。此法稱為預(yù)涂。 助濾劑是一種堅硬而形狀不規(guī)則的小顆粒，能形成結(jié)構(gòu)疏松而且?guī)缀跏遣豢蓧嚎s的濾餅。常用作助濾劑的物質(zhì)有：硅藻土、珍珠巖、炭粉、石棉粉等。 4.4.2過濾設(shè)備 板框過濾機

9、板框過濾機（1）結(jié)構(gòu)與工作原理：由多塊帶凸凹紋路的濾板和濾框交替排列于機架而構(gòu)成。板和框一般制成方形，其角端均開有圓孔，這樣板、框裝合，壓緊后即構(gòu)成供濾漿、濾液或洗滌液流動的通道?？虻膬蓚?cè)覆以濾布，空框與濾布圍成了容納濾漿和濾餅的空間。 板框過濾機板和框的結(jié)構(gòu)如圖所示。懸浮液從框右上角的通道1（位于框內(nèi)）進入濾框，固體顆粒被截留在框內(nèi)形成濾餅，濾液穿過濾餅和濾布到達兩側(cè)的板，經(jīng)板面從板的左下角旋塞排出。待框內(nèi)充滿濾餅，即停止過濾。如果濾餅需要洗滌，先關(guān)閉洗滌板下方的旋塞，洗液從洗板左上角的通道2（位于框內(nèi)）進入，依次穿過濾布、濾餅、濾布，到達非洗滌板，從其下角的旋塞排出。 4.4

10、.2.1板框過濾機如果將非洗滌板編號為1、框為2、洗滌板為3，則板框的組合方式服從1232123之規(guī)律。組裝之后的過濾和洗滌原理如圖所示。 板框過濾機 濾液的排出方式有明流和暗流之分，若濾液經(jīng)由每塊板底部旋塞直接排出，則稱為明流（顯然，以上討論以明流為例）；若濾液不宜暴露于空氣中，則需要將各板流出的濾液匯集于總管后送走，稱為暗流。說明： 板框壓濾機的操作是間歇的，每個操作循環(huán)由裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理五個階段組成。（詳見教材） 上面介紹的洗滌方法稱為橫穿洗滌法，其洗滌面積為過濾面積的1/2，洗滌液穿過的濾餅厚度為過濾終了時濾液穿過厚度的2倍。若采用置換洗滌法，則洗滌液的行程

11、和洗滌面積與濾液完全相同。 板框過濾機（2）主要優(yōu)缺點 板框壓濾機構(gòu)造簡單，過濾面積大而占地省，過濾壓力高，便于用耐腐蝕材料制造，操作靈活，過濾面積可根據(jù)產(chǎn)生任務(wù)調(diào)節(jié)。主要缺點是間歇操作，勞動強度大，產(chǎn)生效率低。葉濾機 （1）結(jié)構(gòu)與工作原理：葉濾機由許多濾葉組成。濾葉是由金屬多孔板或多孔網(wǎng)制造的扁平框架，內(nèi)有空間，外包濾布，將濾葉裝在密閉的機殼內(nèi)，為濾漿所浸沒。濾漿中的液體在壓力作用下穿過濾布進入濾葉內(nèi)部，成為濾液后從其一端排出。過濾完畢，機殼內(nèi)改充清水，使水循著與濾液相同的路徑通過濾餅進行洗滌，故為置換洗滌。最后，濾餅可用振動器使其脫落，或用壓縮空氣將其吹下。

12、濾葉可以水平放置也可以垂直放置，濾漿可用泵壓入也可用真空泵抽入。 葉濾機（2）主要優(yōu)缺點： 葉濾機也是間歇操作設(shè)備。它具有過濾推動力大，過濾面積大，濾餅洗 滌較充分等優(yōu)點。其產(chǎn)生能力比壓濾機還大，而且機械化程度高，勞動力較省。缺點是構(gòu)造較為復雜，造價較高，粒度差別較大的顆?？赡芊謩e聚集于不同的高度，故洗滌不均勻。 轉(zhuǎn)筒過濾機 （1）結(jié)構(gòu)與工作原理 設(shè)備的主體是一個轉(zhuǎn)動的水平圓筒，其表面有一層金屬網(wǎng)作為支承，網(wǎng)的外圍覆蓋濾布，筒的下部浸入濾漿中。圓筒沿徑向被分割成若干扇形格，每格都有管與位于筒中心的分配頭相連。憑借分配頭的作用，這些孔道依次分別與真空管和壓縮空氣管

13、相連通，從而使相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面部位分別處于被抽吸或吹送的狀態(tài)。這樣，在圓筒旋轉(zhuǎn)一周的過程中，每個扇形表面可依次順序進行過濾、洗滌、吸干、吹松、卸渣等操作。 轉(zhuǎn)筒過濾機 分配頭由緊密貼合的轉(zhuǎn)動盤與固定盤構(gòu)成，轉(zhuǎn)動盤上的每一孔通過前述的連通管各與轉(zhuǎn)筒表面的一段相通。固定盤上有三個凹槽，分別與真空系統(tǒng)和吹氣管相連。 當轉(zhuǎn)動盤上的某幾個小孔與固定盤上的凹槽2相對時，這幾個小孔對應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與濾液真空管相連，濾液便可經(jīng)連通管和轉(zhuǎn)動盤上的小孔被吸入真空系統(tǒng)；同時濾餅沉積于濾布的外表面上。此為過濾。 轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)到使這幾個小孔與凹槽3相對時，這幾個小孔對應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與洗

14、水真空管相連，轉(zhuǎn)筒上方噴灑的洗水被從外表面吸入連通管中，經(jīng)轉(zhuǎn)動盤上的小孔被送入真空系統(tǒng)。此為洗滌、吸干。 轉(zhuǎn)筒過濾機當這些小孔凹槽4相對時，這幾個小孔對應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與壓縮空氣吹氣相連，壓縮空氣經(jīng)連通管從內(nèi)向外吹向濾餅，此為吹松。隨著轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動，這些小孔對應(yīng)表面上的濾餅又與刮刀相遇，被刮下。此為卸渣。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，這些小孔對應(yīng)的又重新浸入濾漿中，這些小孔又與固定盤上的凹槽2相對，又重新開始一個操作循環(huán)。 轉(zhuǎn)筒過濾機每當小孔與固定盤兩凹槽之間的空白位置（與外界不相通的部分）相遇時，則轉(zhuǎn)筒表面與之相對應(yīng)的段停止工作，以便從一個操作區(qū)轉(zhuǎn)向另一操作區(qū)，不致使兩區(qū)相互

15、串通。（2）主要優(yōu)缺點 轉(zhuǎn)筒過濾機的突出優(yōu)點是操作自動，對處理量大而容易過濾的料漿特別適宜。其缺點是轉(zhuǎn)筒體積龐大而過濾面積相形之下嫌?。挥谜婵瘴?，過濾推動力不大，懸浮液中溫度不能高。 廂式壓濾機 廂式壓濾機僅由濾板組成，外表與板框壓濾機相似。每塊濾板凹進的兩個表面與另外的濾板壓緊后組成過濾室。料漿通過中心空加入，濾液在下角排出，帶有中心孔的濾布覆蓋在濾板上，濾布的中心加料孔部位壓緊在兩壁面上或把兩壁面的濾布用編織管縫合。圖4-14為廂式壓濾餅機的示意圖。 回轉(zhuǎn)真空過濾機 在水平安裝的中空轉(zhuǎn)鼓表面上覆以濾布，轉(zhuǎn)鼓下部浸入盛有懸浮液的濾槽中并以 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)分

16、12個扇形格，每格與轉(zhuǎn)鼓端面上的帶孔圓盤相通。此轉(zhuǎn)動盤與裝于支架上的固定盤藉彈簧壓力壓緊疊合，這兩個互相疊合而又相對轉(zhuǎn)動的圓盤組成一付分配頭。轉(zhuǎn)鼓表面的每一格按順時針方向旋轉(zhuǎn)一周時，相繼進行著過濾、脫水、洗滌、卸渣、再生等操作。 0.1 3r/min4.2.3 離心機 離心過濾是藉旋轉(zhuǎn)液體產(chǎn)生的徑向壓差作為過濾的推動力。離心過濾 在各種間歇或連續(xù)操作的離心過濾機中進行。間歇式離心機中又有人工及自動卸料之分。 三足式離心機是一種常用的人工卸料的間歇式離心機，圖4-17為其結(jié)構(gòu)示意圖。離心機的主要部件是一籃式轉(zhuǎn)鼓，壁面鉆有許多小孔，內(nèi)壁襯有金屬絲及濾布。整個機座和外罩藉三根彈簧懸掛于三足支柱上，以

17、減輕運轉(zhuǎn)時的振動 。圖4-17 三足式離心機4.2.3 離心機 三足式離心機的轉(zhuǎn)鼓直徑一般很大，轉(zhuǎn)速不高（2000r/min）,過濾面積約為 。它與其他型式的離心機相比，具有構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)周期可靈活掌握等優(yōu)點，一般可用于間歇生產(chǎn)過程中的小批量物料的處理，尤其適用與各種鹽類結(jié)晶的過濾和脫水，晶體較少受到破損。它的缺點是卸料時的勞動條件較差，轉(zhuǎn)動部位位于機座下部，檢修不方便。 20.6 2.7m 刮刀卸料式離心機 圖4-18為刮刀卸料離心機的示意圖。懸浮液從加熱管進入連續(xù)運轉(zhuǎn)的臥式轉(zhuǎn)鼓，機內(nèi)設(shè)有粑齒以使沉積的濾渣均布于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。得濾餅達到一定厚度時，停止加料，進行洗滌、瀝干。然后，藉

18、液壓傳動的刮刀逐漸向上移動，將濾餅刮入卸料斗卸出機外，然后清洗轉(zhuǎn)鼓。整個操作周期均在連續(xù)運轉(zhuǎn)中完成，每一步驟均采用自動控制的液壓操作。 圖4-18刮刀卸料式離心式1進料管；2轉(zhuǎn)鼓；3濾網(wǎng)；4外殼；5濾餅 活塞往復式卸料離心機 這種離心機的加料過濾、洗滌、瀝干、卸料等操作同時在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的不同部位進行，圖4-19為其結(jié)構(gòu)示意圖。料液加入旋轉(zhuǎn)的錐形料斗后被灑在近轉(zhuǎn)鼓底部的一小段范圍內(nèi)，形成約mm厚的濾渣層。轉(zhuǎn)鼓底部裝有與轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)的推料活塞，其直徑梢小于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。活塞與料斗還一起做往復運動，將濾渣逐步推向加料斗的右邊。 圖4-19 活塞推料離心機4.5 過濾過程計算 4.5.1過濾過程

19、的數(shù)學描述 (1)物料衡算 對固體顆粒在液體中不發(fā)生溶脹（體積無變化）的物系，以每Kg懸浮液為基準，按體積加和原則可得 ：所以 33mmmKgKgKg3懸浮液固體液體懸浮液懸浮液懸浮液PP1 （）PP/1/ （）4.5.1過濾過程的數(shù)學描述(1)物料衡算總物料體積衡算固體體積衡算 對一定的懸浮液 一定，若濾餅一定 一定 ，。一般 ，則 VVLA懸1VLA懸（）1VLALA（）（）所以11VLqALq1Lq4.5.1過濾過程的數(shù)學描述(2)過濾速率液體在濾餅空隙中的流動多處于康采尼公式適用的低雷諾數(shù)范圍（ ）。由康采尼公式得 式中 ， ，并令 所以 式中 濾餅兩側(cè)的壓強差，即過濾推動力 ，dVd

20、quAddRe 232211dqpudaKL（）1Lqp p231K ar（）111dqpppqdrLr qr 過濾推動力（）過濾阻力（）PPapu ，4.5.1過濾過程的數(shù)學描述(2)過濾速率過濾阻力由兩方面的因素決定 ： ； 。其中 r與（濾液粘度， ），只要加熱濾漿的能耗小于 而增加的過濾動力消耗，加熱過濾就有利 。 濾餅本身的性質(zhì)rq濾餅本身的性質(zhì) 、 、aKqL、 、有關(guān)，與 、 有關(guān)。Pa Stu，u Lqu或，。4.5.1過濾過程的數(shù)學描述 濾餅的比阻。 的單位為 當 ，在數(shù)值上 難過濾，故r的數(shù)值大小可反映過濾操作的難易程度。 232332232/1/pN mrdqmmN Sm

21、mmqdSmmm固體濾液（）懸浮液過濾面積()1,1,1dqqd,rp rp ，rr4.5.1過濾過程的數(shù)學描述 與濾餅空隙率，顆粒比表面有關(guān)。濾餅分為兩類 ：不可壓縮濾餅。 基本不變， 不變， ?？蓧嚎s濾餅。 ，一般服從如下的經(jīng)驗關(guān)系 ：式中： 單位壓強差下濾餅的比阻，即 時的比阻， ； s濾餅的壓縮系數(shù)，無因次。濾液經(jīng)過過濾餅的速率為 ，濾液經(jīng)過介質(zhì)的速率為 ，rp ，rrfp（）pp ，r，u。r=f（）0srrp0r1pPa 21/m1pdqdr q 112ppp2epdqdr q 223ppp4.5.1過濾過程的數(shù)學描述 仿照當量長度表示管件局部阻力的辦法，假設(shè)過濾介質(zhì)對濾液流動的阻

22、力與厚度為的濾餅層阻力相等，而過濾得到厚度為 的濾餅層所通過的 濾液量為 ，單位過濾面積上通過的濾液量為 。 實際上是虛擬的量 ，實際上沒有 的濾餅，也沒有 、 的濾液。 所以 式中 過濾總推動力， 。 若濾液通大氣 若濾液通到真空的一側(cè) eLeVeeeVq qA（）eeeLVq、 、eLeVeq12eeppdqpdrqqr （）（q+q ）pPa1213ppppp 3a1ppp pp（大氣壓強）=0（表壓），=3a,11a,pp ppp通大氣4.5.1過濾過程的數(shù)學描述過濾基本方程式 ：令 ， 稱為過濾物料特性常數(shù)。10e()sdqpdrqq 01kr 11022sspKk pr kK稱為過

23、濾常數(shù) 。e2()dqKdqq所以4.5.2間歇過濾的濾液量與過濾時間的關(guān)系 (1) 恒速過濾方程 定義：供料的體積流量等于濾液流出的體積流量，過濾速率維持恒定。特點：恒速率，變壓差 。即：方程描述： 或 若介質(zhì)阻力可忽略不計 （ ） 則 或dqqdqLpdd 常數(shù)，濾餅，阻力，為使為常數(shù)，。2e2Kqqq22e2KVVVAee0qV =0，22Kq222KVA4.5.2間歇過濾的濾液量與過濾時間的關(guān)系（2） 恒壓過濾方程 定義：過濾操作在恒定壓強差下進行 。 特點： 方程描述： 若介質(zhì)阻力略去不計（ ） 則 11022ssdqdVpLKk pddr ，阻力， P一定， 或，為常數(shù)e002qK

24、qqdqd（）2e22e22qqqKVVVKA或或2ee22eeqqKVVKA（）（）（）（）eee000qV，222qKVKA4.5.2間歇過濾的濾液量與過濾時間的關(guān)系（3）先升壓（或先恒速）后恒壓過濾 定義：在壓差達到恒定之前，已在其他條件（如先升壓或先恒速）下過濾了一段時間 并獲得濾液量 ，此時壓差升到指定的 ，此后維持此 不變進行恒壓過濾直到終了。 方程描述： 或若介質(zhì)阻力略去不計（ ）11qpp11e2qqKqqdqd（）221e112qqq qqK（）（） （）2221e112VVV VVKA（）（）（）ee00Vq，221122211()()qqKVVKA4.5.2間歇過濾的濾液

25、量與過濾時間的關(guān)系（4）過濾常數(shù)的測定 在恒速條件下 ： 在恒定過濾時之間具有線性關(guān)系，直線的斜率為 ，截距 為 。 在直角坐標上標繪得一直線，由直線斜率可求出K ，由直線截距 及可求出 ，由 ，求eeeeKqVq A、 （或）、 的測定e12qqqKKqq（ ）與1Ke2qKeq2eeqKe4.5.2間歇過濾的濾液量與過濾時間的關(guān)系（4）過濾常數(shù)的測定 比阻r與壓降性指數(shù)s的測定 由 可知 等參數(shù)有關(guān)。 a對不可壓縮濾餅濾餅 的關(guān)系比較簡單明確，若實驗條件的 與工業(yè)生產(chǎn)條件的 不一樣時，很容易將實驗條件的值換算到工業(yè)生產(chǎn)條件時的值。b對可壓縮濾餅濾餅 ，把不同 對應(yīng)的 在雙對數(shù)坐標上標繪得

26、出一條直線。進而根據(jù)斜率截距求出過濾常數(shù)。或者用最小二乘法求出。 1022sppKrrKpr與、 、Kp與、p 、p 、2 prKpr4.5.3洗滌速率與洗滌時間 (1)洗滌速率 過濾終了時的速率為洗滌速率為 11EeE0eE0eE()2()()() (1)ssdqKppdtqqrqqrLL1WWWeW0WeW()2()() (1)sKpdqdtqqrLL4.5.3洗滌速率與洗滌時間 (1)洗滌速率葉濾機的洗滌速率 葉濾機洗滌方式為置換洗滌，洗水的路徑與過濾終了時濾液所走的路徑相同，洗滌面積與過濾面積相同，即 若 eWeEW()()LLLLAA，WW, pp 1WE0eE()()() (1)s

27、dqpdqdtrLLd或WE()()dVdVdd4.5.3洗滌速率與洗滌時間 (1)洗滌速率板框壓濾機的洗滌速率 板框壓濾機的洗滌方式為橫穿洗滌，洗水走的路徑為過濾終了時濾液走的路徑的兩倍，洗滌面積為過濾面積的一半，即 ，若或 WeE()2()eLLLLW2AA,WWpp 1WE0E1()()2() (1)2sedqpdqdtrLLdWE1()()4dVdVdd4.5.3洗滌速率與洗滌時間(2)洗滌時間 令若介質(zhì)阻力忽略不計 WWWWW()()qVdqdVdd2WWEeE,()()2()VdVdVKAJVddVV1()1()4置換洗滌葉濾機橫穿洗滌板框壓濾機2WeWe22WeE2()2()()

28、2()VJV VVJVJqqqdVKAKAKdVV22e0,VVKA2W222JVJKA思考題 若 ， 如何求？因為 ， 所以將計算式中的K改為 W, pp W1W()sdVpdWW1WSp1WWWW()()sppWWK1 spK1WWW()sKpKp4.5.4過濾過程的計算 過濾過程的計算可以分為設(shè)計型計算與操作型計算兩種類型。 （1）設(shè)計型計算 給定或已知的參數(shù)：濾液量 等可求出）， 過濾時間 ，選擇 。 計算目的：求所需要的過濾面積A。 （2）操作型計算 已知設(shè)備尺寸和參數(shù)，給定操作條件（或給定生產(chǎn)任務(wù)），核算該過程設(shè)備可以完成的生產(chǎn)任務(wù)（或求取相應(yīng)的操作條件）。 操作型計算均涉及到過濾

29、機生產(chǎn)任務(wù)即生產(chǎn)能力的問題。 P(VV 懸或、（ 、）、p4.5.4過濾過程的計算（3）間歇式過濾機生產(chǎn)能力 已知A、 ，計算 ，這是典型的操作型問題。葉濾機和板框壓濾機都是典型的間歇式過濾機。其特點是：過濾、洗滌、卸餅、清洗濾布、組裝等操作是依次分階段進行的。在過濾階段全部過濾面積都是有濾液通過（換句話說全部A都在進行過濾）。過濾階段以外的時間雖然沒有濾液得到，但仍要計入生產(chǎn)時間之內(nèi)。即計算 必須以一個操作周期所需的總時間 為基準。 一個操作周期的總時間 ： 生產(chǎn)能力 ： 在一個操作周期內(nèi)， 是固定的，與產(chǎn)量 無關(guān) 。 pQQWDWDVVQDVQ4.5.4過濾過程的計算（3）間歇式過濾機生產(chǎn)

30、能力 。V由生產(chǎn)任務(wù)所定若 但濾餅厚度 ，平均過濾速率 ， 一定 的幅度， 。 平均過濾速率 ， ，但 ，而 一定且在一個周期內(nèi)所占比例 ， 幅度小于 的幅度， 從上面的分析可知，對恒定過濾每一操作周期中必定存在一最佳的過濾時間 使 最大。因此存在一個最佳操作周期 。 WWVV、與 有關(guān)，V，L WD，V的幅度小于Q L，WV DV Q optQQ4.5.4過濾過程的計算（3）間歇式過濾機生產(chǎn)能力為求解方便，將求 問題轉(zhuǎn)化為求 問題。 對恒壓過濾 ：QmaxQminAQ（）WDWD/AQVAq2e2qqqK2WeW2JqqqK（）WWWppKK (若，式中）eDeW22qqAJqqQKKq（）4.5.4過濾過程的計算（3）間歇式過濾機生產(chǎn)能力即*D2W120d A/QJdqKKq（）22DW20qJqKK22eeeeDWW22220qqqqqJJqqqqqKKKK（）eWeDW220qqJqqKK4.5.4過濾